Skalierbare agentenbasierte Simulation: Werkzeuge und Techniken zur verteilten Ausführung agentenbasierter Modelle
Simulation stellt eine Analysemethode fur viele Anwendungsbereiche zur Verfugung. Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht eine spezielle Simulationsmethode - die Agentenbasierte Simulation (ABS). Im Rahmen der ABS werden Modelle betrachtet, die sich aus Agenten zusammensetzen. Agenten sind in d...
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|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Ilmenau
Univ.-Verl.
2009
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Zusammenfassung: | Simulation stellt eine Analysemethode fur viele Anwendungsbereiche zur Verfugung. Im Mittelpunkt der vorliegenden Arbeit steht eine spezielle Simulationsmethode - die Agentenbasierte Simulation (ABS). Im Rahmen der ABS werden Modelle betrachtet, die sich aus Agenten zusammensetzen. Agenten sind in der Lage, ihre Umgebung wahrzunehmen und unter Ruckgriff auf lokal hinterlegtes Wissen, Schlusse uber ihre Wahrnehmungen ziehen. Darauf aufbauend wahlt ein Agent Aktionen aus, mit denen er seine Umwelt gezielt verandern kann. Neben ihrer Autonomie sind Software-Agenten haufig durch soziale Eigenschaften charakterisiert und der Fahigkeit benachbarte Systeme zu erkennen und mit diesen zu kommunizieren. Agentenbasierte Simulation erlaubt es, das Verhalten komplexer Systeme sowie emergente Phanomene zu studieren. Die Komplexitat der mittels Agententechnologie zu losenden Problemstellungen und die Groe der zu simulierenden Modelle nehmen stetig zu Auf der anderen Seite wird der Entwicklung von Werkzeugen zur effizienten Durchfuhrung von agentenbasierten Simulationsexperimenten bisher vergleichsweise wenig Beachtung geschenkt. Die verteilte Simulation versucht, unabhangige Ereignisse nebenlaufig auszufuhren, um so die Simulationsexperimente zu beschleunigen und die Effizienz zu verbessern. Die Ansatze der verteilten Simulation sind jedoch vielfaltig. Die Auswahl des richtigen Verfahrens fallt schwer. Die vorliegende Dissertation diskutiert Strategien zur Parallelisierung agentenbasierter Simulation. Ziel der Arbeit ist es, Chancen und Risiken die durch die Verteilung von Agentenmodellen entstehen naher zu untersuchen. Insbesondere werden Moglichkeiten sowie Grenzen der Skalierung dieser Anwendungsklasse analysiert. Hierfur wird zunachst der Begriff der Skalierbarkeit eingefuhrt. Mit ihrer Hilfe ist es moglich, Aussagen uber die Effizienz eines verteilten Systems zu treffen Die Entwicklung und Erprobung neuer sowie die Untersuchung bestehender Verfahren fur die verteilte Simulation und deren Ubertragung auf den Bereich der agentenbasierten Simulation bilden weitere Schwerpunkte der Arbeit |
| Beschreibung: | XV, 327 S. graph. Darst. 21 cm, 400 gr. |
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| adam_text | INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 SIMULATION KOMPLEXER SYSTEME 1 1.2
VORGEHEN UND ZIELSETZUNG DER ARBEIT 5 1.3 AUFBAU DER ARBEIT 7 2
GRUNDLAGEN DER VERTEILTEN AGENTENBASIERTEN SIMULATION 9 2.1 GRUNDLAGEN
DER AGENTENTECHNOLOGIE 10 2.1.1 ZUM AGENTENBEGRIFF 10 2.1.2
AGENTENARCHITEKTUREN 14 2.1.3 MULTIAGENTENSYSTEME 19 2.1.4 DIE
FIPA-REFERENZARCHITEKTUR 22 2.1.5 KOMMUNIKATION 24 2.2 MODELLBILDUNG UND
SIMULATION 29 2.2.1 SYSTEM-UND MODELLBEGRIFF 29 2.2.2 GEGENSTAND DER
SIMULATION 29 2.2.3 DER ZEITBEGRIFF IN DER SIMULATION 30 2.2.4 AUFBAU
EINER SIMULATIONSSTUDIE 30 2.2.5 MODELLKLASSEN 31 2.2.6 ZEITSTEUERUNG 35
2.3 AGENTENBASIERTE SIMULATION 42 2.3.1 BEGRIFF UND GEGENSTAND DER
AGENTENBASIERTEN SI- MULATION 42 2.3.2 EIGENSCHAFTEN DER
AGENTENBASIERTEN SIMULATION . 45 2.3.3 EMERGENZ 50 2.3.4 VERGLEICH MIT
ANDEREN SIMULATIONSANSAETZEN ... 51 2.3.5 ANWENDUNGSBEREICHE 54 2.3.6
WERKZEUGE FUER DIE AGENTENBASIERTE SIMULATION . . 57 2.4 VERTEILTE
SIMULATIONSMETHODEN 59 2.4.1 VERTEILTE UND PARALLELE SIMULATION 60 VII
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/997224002 DIGITALISIERT
DURCH INHALTSVERZEICHNIS 2.4.2 MAPPING UND SYNCHRONISIERUNG 62 2.4.3
ZIELE DER VERTEILTEN SIMULATION 63 2.4.4 DAS KAUSALITAETSPROBLEM
INNERHALB DER VERTEILTEN PARALLELEN SIMULATION 64 2.4.5 ZEITGESTEUERTE
SIMULATION 67 2.4.6 KONSERVATIVE VERFAHREN 68 2.4.7 OPTIMISTISCHE
VERFAHREN 82 2.4.8 ERWEITERTE UND HYBRIDE VERFAHREN 100 2.4.9 DIE HIGH
LEVEL ARCHITECTURE 105 2.4.10 LITERATUREMPFEHLUNGEN ZUM THEMA VERTEILTE
SI- MULATION 111 2.4.11 DIE VERWALTUNG LOGISCH GEMEINSAMER SPEICHER . .
111 2.4.12 LASTVERTEILUNG UND LASTAUSGLEICH 118 2.5
PARALLELISIERUNGSANSAETZE FUER DIE AGENTENBASIERTE SIMULATION 126 2.6
ZWISCHENFAZIT 145 3 SKALIERBARKEIT IN DER SIMULATION 149 3.1 ZUM
SKALIERBARKEITSBEGRIFF IN DER SIMULATIONSTECHNIK . . 150 3.2
SKALIERBARKEIT VON MULTIAGENTENSYSTEMEN 153 3.3 LEISTUNGSBEWERTUNG
PARALLELER SOFTWARE 155 3.3.1 SPEEDUP. OVERHEAD, EFFIZIENZ 155 3.3.2
ISO-EFFIZIENZ 161 3.4 ANALYTISCHE UNTERSUCHUNG 163 3.4.1
MODELLBESCHREIBUNG 165 3.4.2 SKALIERUNG VON MODELL UND ARCHITEKTUR 177
3.4.3 SYNCHRONISATIONSKOSTEN 181 3.5 SCHLUSSFOLGERUNGEN 185 4
OPTIMISTISCHE AGENTENBASIERTE SIMULATION 189 4.1 ANFORDERUNGEN AN EINE
OPTIMISTISCHE SIMULATIONSUMGEBUNG 190 4.2 ANSAETZE FUER DIE OPTIMISTISCHE
AGENTENBASIERTE SIMULATION 192 4.2.1 BEGRENZUNG DES OPTIMISMUSGRADES 194
4.2.2 EIN VERTEILTER ALGORITHMUS ZUR BESTIMMUNG DER GV
INHALTSVERZEICHNIS 4.3.3 AUSWERTUNGSMOEGLICHKEITEN 238 4.3.4
IMPLEMENTIERUNG EIGENER AGENTEN 239 4.4 ENTWICKLUNGSSTAND DES SIMULATORS
242 5 EMPIRISCHE UNTERSUCHUNG 245 5.1 VORUEBERLEGUNGEN ZUR DURCHFUEHRUNG
EINER SIMULATIONSSTUDIE245 5.2 BESCHREIBUNG DER TESTMODELLE 246 5.2.1
DAS PHOLD-MODELL 246 5.2.2 SIMPLE-TASKMODEL 248 5.2.3 INTELLIGENTE
SENSORNETZE 248 5.2.4 MODELL EINES ELEKTRONISCHEN MARKTES 251 5.2.5
CONTRACT NET 252 5.3 ERGEBNISSE DER EMPIRISCHEN UNTERSUCHUNG 254 5.3.1
VERSUCHSAUFBAU 254 5.3.2 TESTUMGEBUNG 256 5.3.3 SKALIERUNGSVERHALTEN 272
5.3.4 ISO-EFFIZIENZ-ANALYSE 277 5.4 FAZIT DER MESSUNGEN 279 6
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 283 LITERATURVERZEICHNIS 323
SYMBOLVERZEICHNIS 325 LX
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